[發明專利]一種檢測由無人機旋翼氣流引起的冠層倒伏錐體的方法

有效

• 申請號: 201611043811.5
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106595603B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 李繼宇;朱長威;蘭玉彬;林晉立;葉偉鑫;李思嘉;姚偉祥
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: G01C11/34
• 分類號: G01C11/34;G01J5/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 陳燕嫻

1.一種檢測由無人機旋翼氣流引起的冠層倒伏錐體的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、布置參考標識：將醒目的標識卡安裝到容易固定的折疊式三腳架上后，放置于農田里，標識卡放置為n個，所述n為大于2的的奇數，排列成一條直線，相鄰兩個標識卡相距m米，m為兩個標識卡之間的距離數值；其功能是作為參照點，讓標識卡周圍受無人機旋翼氣流影響的農作物與其他區域未受影響的農作物形成鮮明對比；

步驟二、懸停無人機A：無人機A自帶超高清航拍攝像機，將無人機A懸停在中心參考標識z的正上方，懸停高度以確保拍攝視角能涵蓋所有參考標識為準；

步驟三、設計旋翼式無人機B的飛行方式：旋翼式無人機B以不同速度、不同高度、不同方向飛過參考標識點，制造出不同強度的氣流，并實時記錄旋翼式無人機B飛行姿態及飛行參數；

步驟四、采集試驗資料：步驟三所述不同姿態飛行的旋翼式無人機B產生的旋翼氣流作用到農作物上后，農作物冠層受到氣流影響形成不同形態的冠層倒伏錐體，無人機A中的攝像機在旋翼式無人機B飛行過程中采集農作物受到氣流影響的視頻及圖像資料；

步驟五、后期數據分析：對步驟四所采集到的視頻及圖像資料，通過分析對比每一幀航拍視頻中農作物在旋翼氣流的影響下的冠層倒伏錐體的形態，從而得出由無人機旋翼氣流引起的冠層倒伏錐體的形態參數，為研究無人機旋翼氣流對農作物冠層的影響提供依據；

步驟一所述的標識卡上放置有風速傳感器和定位裝置，所述風速傳感器用于對所處位置的風速、風量以及風向進行實時顯示及記錄；所述定位裝置用于獲取標識卡的位置信息；

步驟四中，將上述風速傳感器和定位裝置獲取的數據以及步驟三中的無人機B飛行參數載載入到農作物冠層處無人機旋翼單向二維風場模型中，得到農作物冠層風場分布規律；

步驟五中，將由驟四中的視頻及圖像資料料分析得到的由無人機旋翼氣流引起的冠層倒伏錐體的形態參數與由上述農作物冠層處無人機旋翼單向二維風場模型得到的冠層倒伏錐體的形態參數進行對比，驗證無人機旋翼氣流對農作物冠層的影響。

2.根據權利要求1所述的檢測由無人機旋翼氣流引起的冠層倒伏錐體的方法，其特征在于，步驟三所述的旋翼式無人機B按以下飛行方式飛行：

a、測出農作物的冠層高度h¹，旋翼式無人機B距農作物冠層頂部的高度為h2，固定旋翼式無人機B的高度，分別以v¹，v²的速度完成一次往返飛行；

b、升高旋翼式無人機B的飛行高度到h³，h³＝2h¹+h²，分別以v¹，v²的速度完成一次往返飛行；

c、旋翼式無人機B以h³的高度飛行，分別以2v¹，2v²的速度完成一次往返飛行。

3.根據權利要求2所述的檢測由無人機旋翼氣流引起的冠層倒伏錐體的方法，其特征在于，所述步驟五中，冠層倒伏錐體的形態參數包括寬度W、深度D、體積V以及頂點坐標P。

4.根據權利要求3所述的檢測由無人機旋翼氣流引起的冠層倒伏錐體的方法，其特征在于，步驟三所述的旋翼式無人機B佩戴了導航系統及懸掛紅外熱像儀，所述導航系統用于實時獲取旋翼式無人機B的位置信息并傳輸到地面控制站；所述紅外熱像儀用于獲取紅外熱圖像，該紅外熱像儀的方位范圍為0°～360°，俯仰范圍為-75°～75°，顯示記錄方式為視監控器及PC卡記錄，記錄的紅外熱圖像用于支持后期三維溫度場重建，用于輔助計算冠層倒伏錐體的形態參數。